Der Widerstandsschweissprozess

Das Widerstandsschweißen ist ein Prozess, bei dem Wärme an der Kontaktfläche erzeugt wird, indem elektrischer Strom durch sie geleitet wird. Die Durchführung erfolgt unter Kontrolle von Zeit und Druck. Der Begriff leitet sich aus der Tatsache ab, dass der Widerstand zwischen Werkstück und Elektroden zur Erzeugung der Wärme an der Kontaktfläche verwendet wird. Diese Technologie wird in der Fertigungsindustrie von Blechen und Bauteilen eingesetzt. Heutzutage ist es Teil industrieller Prozesse.

 

Die Geschichte des Widerstandsschweißens

Es gab eine Zeit, in der das Schweißen von Metall durchgeführt wurde, indem die Metalle auf ihre Schmelzpunkte erhitzt und dann zusammengepresst wurden. Mit der Elektrizität hat sich die Schweißtechnik erheblich weiterentwickelt. Widerstandsschweißen, Lichtbogenschweißen und Gasschweißen sind fortgeschrittene Formen dieses Phänomens. Jetzt sind auch Ultraschall-, Elektronenstrahl- und Laserschweißen hinzugekommen. Die Widerstandsschweißarbeit, welche mit enormen Vorteilen verbunden ist, hat seit vielen Jahren zum Wachstum der Industrie beigetragen.

 

Prinzip des Widerstandsschweißens

Das Prinzip ist einfach. Druck und Strom werden durch die Elektroden übertragen. Die Widerstandswärme wird an der Kontaktfläche der Metallteile erzeugt. Es entstehen die Schmelzfugen. Obwohl eine enorme Menge an Strom fließt besteht keine Gefahr eines Stromschlags, da mit Niederspannung gearbeitet wird.

 

Merkmale des Widerstandsschweißens

  • Eines der interessanten Merkmale der Widerstandsschweißarbeit ist, dass kein Material zugegeben wird, wie z.B. Lötmittel. Geschweißte Teile lassen sich leicht recyceln.
  • Während des Prozesses werden keine ultravioletten Strahlen erzeugt. So stehen ordentliche und saubere Teile zur Verfügung.
  • Es ist einfach durchzuführen. Ein einfacher Tastendruck führt zur Automatisierung. Schulungen, wie beim Lichtbogenschweißen und Gasschweißen sind nicht erforderlich.
  • Widerstandsschweißarbeiten sind ein kostengünstiger Produktionsprozess für große Volumen. Das Schweißen kann effizient und ohne großen Zeitaufwand durchgeführt werden.
  • Die Dauer des Prozesses ist kurz. Werkstücke werden nicht von der Hitze verformt.
  • Die Optimierung des Prozesses hängt vom Material und der Dicke der zu verschweißenden Teile ab. Eine elektrische Anlage sollte aufgrund der Verwendung eines starken Stroms vorhanden sein.

Anwendungen des Widerstandsschweißens

  • Widerstandsschweißarbeiten werden viel in der Automobilindustrie eingesetzt. Es wird speziell zur Herstellung von Schrauben und Muttern verwendet.
  • Mit dem Rollnahtschweißen werden Wassertanks und Kessel hergestellt.
  • Das Widerstandsschweißen wird beim Schweißen von Rohren verwendet

 

Arten des Widerstandsschweißens

  • Punktschweißen
  • Projektionsschweißen
  • Rollnahtschweißen
  • Stumpfschweißen

 

Punktschweißen

Punktschweißen ist der vorherrschende Prozess in der Automobilindustrie. Es wird bei der Montage von Karosserien und großen Bauteilen eingesetzt. Es wird zur Herstellung von Möbeln und anderen Haushaltsprodukten verwendet. Bei diesem Verfahren wird die Strom- und Wärmeerzeugung in Form einer Elektrode lokalisiert.

 

Projektionsschweißen

Bei diesem Widerstandsschweißverfahren werden speziell entwickelte Elektroden verwendet, um die Form des Werkstücks zu verändern. Das Projektionsschweißen wird in der Elektro-, Elektronik-, Automobil- und Bauindustrie eingesetzt. Dieses Verfahren wird bei der Herstellung von Sensoren, Ventilen und Pumpen verwendet.

 

Rollnahtschweißen

Bei Widerstandsschweißarbeiten dieser Art wird die Verbindungen durch kontinuierliche Rotation zweier Elektroden durchgeführt, die aus rotierenden Rädern bestehen, und kontinuierlich dicht schweißen. Das Rollnahtschweißen wird bei der Herstellung von Behältern, Heizkörpern, Wärmetauschern usw. angewendet.

 

Stumpfschweißen

Es ist ein Schmiedevorgang, der auf das erhitzte Werkstück angewendet wird. Es ist ein Widerstands-schweißarbeitsverfahren, um Metallplatten oder -stangen mittels einer aufgebrachten Elektrodenkraft zu verbinden, die das Werkstück an den zu verbinden Enden einklemmen. Es wird für den Herstellungsprozess von Felgen, Drahtverbindungen und Eisenbahnschienenverbindungen verwendet.

 

Eigenschaften eines Schweißgeräts

Der Prozess der Widerstandsschweißarbeit wird stark durch die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Schweißgeräts beeinflusst.

  • Die Gesamtschweißzeit ist sehr kurz. Daher ist die Schweißzeit der Rampe kritisch. Es ist wichtig, den Faktor des Magnetverlusts beim Punktschweißen zu berücksichtigen.
  • Eine der wichtigsten mechanischen Eigenschaften ist die Beschleunigung sowie die Rigidität des Rahmens.
  • Die dynamische Reaktionszeit ist bei Widerstandsschweißarbeit besonders wichtig. Der Induktionsverlust aufgrund der Größe des Schweißzyklus und des verbrauchten Materials.
  • Die Stromstärke ist abhängig von der Geometrie der Elektroden.
  • Für verschiedene Metalldicken sind unterschiedliche Schweißströme erforderlich.
  • Die Einstellungen bei Widerstandsschweißarbeiten erfordern spezielle Parameter, abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks.

 

Materialeigenschaften

  • Der spezifische Widerstand des Materials beeinflusst die Wärmeerzeugung.
  • Die Wärmeleitfähigkeit des Materials und die Wärmekapazität steuern die Wärmeübertragung.
  • In Silber und Kupfer mit niedrigem spezifischem Widerstand und hoher Wärmeleitfähigkeit wird bei hohem Schweißstrom nur wenig Wärme erzeugt.
  • Silber und Kupfer gelten als gute Materialien für Elektroden. Bei hohem spezifischem Widerstand entsteht mehr Wärme.
  • Die Härte des Materials beeinflusst den Kontaktwiderstand.

 

Niederfrequentes und hochfrequentes elektrisches Widerstandsschweißen

Dies ist eine Methode zum Schweißen von Nähten in Öl- und Gasleitungen. Das durch dieses Verfahren hergestellte Rohr bildet ein Stahlblech in einer zylindrischen Form. Der Strom wird an die Kanten des Stahls geleitet, um den Stahl zu erwärmen, so dass eine Verbindung ohne Verwendung von Schweißzusatzmaterial hergestellt werden kann. Es wird niederfrequenter Wechselstrom verwendet. In den letzten Jahren wurde es durch ein Hochfrequenzverfahren ersetzt, das eine hochwertige Schweißnaht erzeugt. Die nach diesem Verfahren hergestellten Schweißnähte korrodieren nicht und entwickeln beim Rohrleitungsbau keine Hakenrisse. Bei der Herstellung von Rohren wird ein Hochfrequenzverfahren verwendet. Hochfrequenzverfahren umfassen Flash-Schweißen, Widerstandsprojektionsschweißen und Widerstandsstoßschweißen.

 

Vorteile

Es gibt unzählige Vorteile der Widerstandsschweißarbeit, um sie in der Industrie und im kommerziellen Maßstab einzusetzen. Diese Vorteile haben die Verwendung in jedem Bereich erhöht.

  • Die Schweißgeschwindigkeit ist hoch
  • Es sind keine Flussmittel oder Schutzgase erforderlich
  • Die Produktionsrate ist hoch
  • Die Methode ist einfach und erfordert keine gelehrten Fachkräfte
  • Alle Arten von Metallen können geschweißt werden.